/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * 双链表的基本操作
 * User: xwl
 */
public class MyLinkedList {
    // 内部类--节点
    class ListNode {
        // 值
        public int val;
        // 前驱
        public ListNode prev;
        // 后继
        public ListNode next;
        // 构造方法
        public ListNode() {}
        public ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    // 定义一个节点指向头节点
    public ListNode head;
    // 定义一个节点指向尾节点
    public ListNode last;

    /**
     * 头插法
     * @param val:待插入的值
     */
    public void addFirst(int val) {
        // 用构造方法定义一个节点
        ListNode node = new ListNode(val);
        // 判断链表是否为空
        if (head == null) {
            head = node;
            last = node;
        }else {
            node.next = head;
            head.prev = node;
            head = node;
        }
    }

    /**
     * 尾插法
     * @param val:待插入的值
     */
    public void addLast(int val) {
        // 用构造方法定义一个节点
        ListNode node = new ListNode(val);
        // 判断链表是否为空
        if (head == null) {
            head = node;
            last = node;
        }else {
            node.prev = last;
            last.next = node;
            last = node;
        }
    }

    /**
     * 指定位置插入
     * @param index:待插入的位置
     * @param val:待插入的值
     */
    public void addIndex(int index, int val) {
        // 判断位置是否合法
        checkIndex(index);
        // 讨论插入位置为头、尾时的情况
        if (index == 0) {
            addFirst(val);
            return;
        }
        if (index == size()) {
            addLast(val);
            return;
        }
        // 中间位置插入
        // 定义一个节点指向index位置的节点
        ListNode cur = findIndex(index);
        // 实现
        ListNode node = new ListNode(val);
        node.prev = cur.prev;
        node.next = cur;
        cur.prev.next = node;
        cur.prev = node;
    }

    /**
     * 判断链表中是否包含值为key的节点
     * @param key:待查询的值
     * @return true:存在值为key的节点 false:不存在
     */
    public boolean contains(int key) {
        // 定义一个节点指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 遍历
        while (cur != null) {
            // 判断
            if (cur.val == key) {
                return true;
            }
            // 后移
            cur = cur.next;
        }
        // 返回
        return false;
    }

    /**
     * 删除第一次出现关键字为key的节点
     * @param key:待删除的值
     */
    public void remove(int key) {
        // 定义一个节点指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 遍历
        while (cur != null) {
            if (cur.val == key) {
                // 当删除的是头节点
                if (cur == head) {
                    head = head.next;
                    // 讨论是否为一个节点
                    if (head != null) {
                        head.prev = null;
                    }
                }else {
                    // 删除
                    cur.prev.next = cur.next;
                    // 讨论删除的是否为尾节点
                    if (cur == last) {
                        last = last.prev;
                    }else {
                        cur.next.prev = cur.prev;
                    }
                }
                return;
            }
            // 后移
            cur = cur.next;
        }
    }

    /**
     * 删除所有值为key的节点
     * @param key:待删除的值
     */
    public void removeAllKey(int key) {
        // 定义一个节点指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 遍历实现
        while (cur != null) {
            if (cur.val == key) {
                // 当删除的是头节点
                if (cur == head) {
                    head = head.next;
                    // 讨论是否为一个节点
                    if (head != null) {
                        head.prev = null;
                    }
                }else {
                    // 删除
                    cur.prev.next = cur.next;
                    // 讨论删除的是否为尾节点
                    if (cur == last) {
                        last = last.prev;
                    }else {
                        cur.next.prev = cur.prev;
                    }
                }
            }
            // 后移
            cur = cur.next;
        }
    }

    /**
     * 打印链表
     */
    public void display() {
        // 定义一个节点指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 遍历
        while (cur != null) {
            System.out.println(cur.val + " ");
            // 后移
            cur = cur.next;
        }
        System.out.println();
    }

    /**
     * 删除链表(使其能被回收)
     */
    public void clear() {
        // 定义一个节点指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 遍历
        while (cur != null) {
            // 定义一个节点指向cur的下一个节点
            ListNode curNext = cur.next;
            // 删除
            cur.prev = null;
            cur.next = null;
            // 后移
            cur = curNext;
        }
        head = null;
        last = null;
    }

    /**
     * 判断位置是否合法
     * @param index:待判断的位置
     */
    private void checkIndex(int index) {
        if (index < 0 || index > size()) {
            throw new ListIndexOutOfException("位置不合法");
        }
    }

    /**
     * 返回链表的长度
     * @return
     */
    public int size() {
        // 定义链表的长度
        int len = 0;
        // 定义一个节点指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 遍历
        while (cur != null) {
            len++;
            // 后移
            cur = cur.next;
        }
        // 返回长度
        return len;
    }

    /**
     * 找到index位置的节点
     * @param index:待操作的位置
     * @return cur:返回index位置的节点
     */
    private ListNode findIndex(int index) {
        // 定义一个位置指向当前节点
        ListNode cur = head;
        // 寻找
        while (index != 0) {
            // 后移
            cur = cur.next;
            index--;
        }
        // 返回
        return cur;
    }
}
